Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических сообществах
Наиболее активно вовлекаются в биологический круговорот в тропических биоценозах стронций, барий, марганец, цинк, медь, молибден, никель независимо от их содержания в почвах и почвообразующих породах. Величина Кб этих элементов, как правило, больше единицы. Наиболее слабо вовлекаются в биологическую миграцию бериллий, цирконий, титан, ванадий. Эти общие черты неодинаково проявляются в разных ландшафтах. Интенсивность поглощения марганца и цинка травянистой растительностью горно-луговых ландшафтов Килиманджаро, располагающихся выше 3 тыс.м над уровнем моря, больше, чем поглощение травянистой растительностью светлых лесов и саванн плато Танганьики. В свою очередь, травянистая растительность саванн более интенсивно поглощает медь, никель и особенно молибден, Кб которого превышает 7. Относительно высокая величина Кб галлия, ниобия и некоторых других элементов в саванновых травах, возможно, связана с упомянутым выше постоянным налетом тонкой силикатной пыли. Деревья горного постоянно влажного, туманного леса Килиманджаро более интенсивно поглощают тяжелые металлы (марганец, цинк, медь, свинец) по сравнению с деревьями сухих лесов плато Танганьики, в которых наиболее активно аккумулируется стронций.
Биологический круговорот элементов в тропических сухих лесах и саваннах. Немецкий геоботаник Г.Вальтер (1968) справедливо обратил внимание на неопределенность термина "саванна". Этим термином обозначают многочисленные варианты растительности тропического пояса, состоящей из самых разнообразных сочетаний деревьев, кустарников и трав. К саваннам относят небольшие светлые леса, чередующиеся с открытыми пространствами, покрытыми травянистой растительностью. Такие ландшафты существуют в условиях хорошего атмосферного увлажнения и сухого периода, не превышающего 4 месяцев. Вместе с тем к саваннам относят сильно засушливые территории с сухим периодом, продолжающимся 7—10 месяцев. В таких условиях не только деревья, но и многие травы не могут существовать, растительность представлена преимущественно зарослями колючих кустарников, находящихся большую часть года без листьев для уменьшения транспирации. По существу термином "саванна" обозначают тропические и субтропические лесостепи, существующие в широком интервале атмосферного увлажнения — от 200—300 до 1000 мм/год и более.
Количественное определение биомассы продукции и опада растительности саванн связано со значительными методическими трудностями. Поэтому большой интерес представляют результаты детального изучения биогеохимии засушливой саванны на западе Индии (Л.Е.Родин и др., 1977).
Изученная область известна под названием пустыни Тар и представляет собой низменную аллювиальную равнину, образованную рекой Инд. Количество осадков в пределах области меняется от 200 до 600 мм/год. Растительность представлена редкостоящими деревьями (виды Acacia, Prosopis spicigera, Salvadora persica), кустарниками и злаковыми травами. На песчаных отложениях деревья отсутствуют и ландшафт приобретает облик пустыни. Опустыненность территории является результатом влияния человека. В 326 г. до н.э., когда армия Александра Македонского подошла к Инду, здесь существовали саловые леса, от которых в настоящее время не осталось и следа.
Структура кассы растительного сообщества сухой саванны Раджпутана (по данным Л.Е.Родина и др., 1977)
Компоненты |
Биомасса |
Продукция | ||
т/км2 |
% |
т/(км2 • год) |
% | |
Зеленые части растений |
290 |
11 |
290 |
42 |
Многолетние надземные | ||||
части растений |
1060 |
47 |
40 |
2 |
Корни |
1130 |
42 |
353 |
56 |
Вся биомасса |
2680 |
100 |
680 |
100 |
Структура массы растительности сухой саванны показана в таблице. Из приведенных данных следует, что биомассу растительности саванны, равную 2680 т/км2, составляют преимущественно деревья. Результаты исследования показали, что деревьям принадлежит 60% всей корневой массы и 98% надземной массы растительного сообщества саванны. В то же время основную часть ежегодной продукции сообщества обеспечивают травы. В общей массе продукции сообщества на долю трав приходится 76% прироста зеленых органов растений и 83% прироста корней. Следовательно, главное значение в вовлечении масс химических элементов в биологический круговорот в экогеосистемах тропической лесостепи (саванны) имеет травянистая растительность.
Распределение масс химических элементов в биологическом круговороте представлено в таблице. Рассмотрение полученных результатов позволяет заключить, что в зеленой части саванновой растительности сосредоточивается более половины всей массы зольных элементов и азота, вовлекаемых в биологический круговорот, в корнях — около 40%. В стволы и ветви поступает не более 5%. В
Распределение масс химических элементов в биологическом круговороте в засушливой саванне Раджпутана
Элементы |
В биомас се, кг/км2 J |
В ежегодной продукции | |||||
зеленая часть |
корни |
вся продукция | |||||
кг/км2 |
% |
кг/км2 |
% |
кг/км2 |
% | ||
N |
17934 |
4286 |
59 |
2614 |
36 |
7208 |
100 |
Si |
5381 |
2214 |
52 |
2021 |
48 |
4248 |
100 |
Са |
25625 |
3422 |
57 |
1928 |
32 |
5978 |
100 |
К |
11 121 |
3157 |
61 |
1868 |
36 |
5204 |
100 |
Mg |
4869 |
680 |
51 |
540 |
41 |
1330 |
100 |
Р |
1219 |
357 |
56 |
268 |
42 |
642 |
100 |
S |
1760 |
886 |
72 |
318 |
26 |
1239 |
100 |
А1 |
1937 |
246 |
52 |
180 |
38 |
469 |
100 |
Fe |
1137 |
164 |
53 |
121 |
39 |
311 |
100 |
Мп |
284 |
101 |
48 |
107 |
51 |
209 |
100 |
Na |
952 |
279 |
58 |
195 |
40 |
482 |
100 |
С1 |
1496 |
516 |
54 |
427 |
45 |
951 |
100 |